CN109412528A - 行走机构及光伏组件清洁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种行走机构，包括：行走组件，位于光伏组件的两端，用于在光伏组件表面行走；至少一导向组件，位于光伏组件上端并与所述行走组件固定连接，用于对所述行走组件在光伏组件表面行走进行导向，本光伏组件清洁设备包括如上所述的行走机构以及一转动设置于行走机构上的用于对光伏组件表面进行清洁的毛刷组件。本发明不需要张紧力即可实现光伏组件的表面行走和清洁，且不易出现故障，降低维护成本。

Description

行走机构及光伏组件清洁设备
技术领域
本发明属于光伏技术领域，特别涉及一种行走机构和光伏组件清洁设备。
背景技术
太阳能电池板是一种依靠表面吸收太阳光，然后将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。然而当太阳能电池板表面被灰尘、杂物等遮挡时，会大大降低太阳能电池板接收太阳光的效率，根据对光伏电站太阳能电池板发电情况的数据统计，如果长时间不对太阳能电池板表面进行清洁，太阳能电池板的光转化效率会降低30％以上，这样对太阳能电池板的发电效率会产生严重影响。因此，经常对太阳能电池板表面进行清洁变得非常重要。
光伏电站大都采用同一规格尺寸的太阳能电池板来进行大面积的铺设，其中，预定数量的太阳能电池板可以铺设在一起作为一个大的电池板组，而光伏电站可以大面积地依序铺设多个电池板组，也称之为光伏组件，从而实现太阳能发电。在应用中，每一电池板组通过支架支撑，现有技术中的自行走光伏清洁设备都可以完成在光伏组件上的行走以及清洁清扫工作。
但是，现有技术中的自行走光伏清洁设备多采用钢制或铝合金框架结构，包含行走机构和一根毛刷旋转轴装置，其中行走机构包括两根第一旋转轴，由传动带或链条实现传动，这种结构存在以下几个问题：
1、当采用传动带传动或链条传动时，均需要张紧力，而被张紧的轴属于细长结构，张紧后整条轴的同轴度受到明显影响，容易引起受力不均、运动不畅，甚至出现振动、卡滞等故障现象。
2、当采用传动带传动时，传动带一般是软材料，常年室外使用很容易老化，且容易松弛，引发脱带或断带现象，导致设备故障。
3、当采用链条传动时，常年使用在张紧力作用下，若不定期调整，也容易松弛脱链；若定期维护调整张紧，因一个光伏电站投入使用的自行走光伏清洁设备数量众多，极大地带来了设备使用的维护成本。链条传动一般需要润滑油，容易引起光伏板的润滑油污染。另外，链条传动噪音较大。
因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种行走机构和光伏组件清洁设备，不需要张紧力即可实现光伏组件的表面行走和清洁，且不易出现故障，降低维护成本。
发明内容
本发明提出一种行走机构，解决了现有技术中的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：行走机构，包括：
——行走组件，位于光伏组件的两端，用于在光伏组件表面行走；
——至少一导向组件，位于光伏组件上端并与所述行走组件固定连接，用于对所述行走组件在光伏组件表面行走进行导向。
作为一种优选的实施方式，所述行走组件包括一靠近光伏组件表面转动设置的第一旋转轴，所述第一旋转轴两端分别固定设置有第一行走轮，所述第一行走轮一侧固定设置有第一行走齿轮。
作为一种优选的实施方式，所述行走组件还包括位于第一旋转轴一侧转动设置的第二旋转轴，所述第二旋转轴的两端分别转动设置有第二行走轮，所述第二行走轮一侧固定设置有第二行走齿轮。
作为一种优选的实施方式，所述行走组件还包括两个固定座，第一旋转轴和第二旋转轴的两端分别转动设置安装在固定座上。
作为一种优选的实施方式，所述行走组件还包括传动齿轮，所述传动齿轮同时与第一行走齿轮和第二行走齿轮啮合，所述传动齿轮转动设置安装在固定座上。
作为一种优选的实施方式，所述第一旋转轴、传动齿轮和第二旋转轴中的任意两者同轴固定连接有第一电机和第二电机。
作为一种优选的实施方式，所述导向组件包括导向轮，所述导向轮转动设置安装在固定座上，每个固定座上导向轮的数量至少为两个，且朝向光伏组件侧面。
作为一种优选的实施方式，所述行走组件还包括行走随动轮，所述行走随动轮设置于第一行走轮和第二行走轮之间，且行走随动轮、第一行走轮和第二行走轮之间等高度设置。
另一方面，本发明还提供一种光伏组件清洁设备，包括如上任一行走机构，以及转动设置于行走机构上的用于对光伏组件表面进行清洁的毛刷组件。进一步的，该清洁设备还包括电池、太阳能板和控制电路板。太阳能板给电池充电，根据设置条件，行走机构及作业装置在控制电路板的自动控制下，完成无人自动清扫作业。
作为一种优选的实施方式，所述毛刷组件包括毛刷旋转轴，所述毛刷旋转轴转动设置于光伏组件两端的行走组件之间，所述毛刷旋转轴上缠绕设置有毛刷。
作为一种优选的实施方式，毛刷旋转轴的两端均设置有支座，毛刷旋转轴与两个支座之间均设置有第一轴承并通过第一轴承与支座之间转动设置，所述毛刷旋转轴穿过第一轴承的外端部上设置有卡环。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：通过对齿轮传动的巧妙布置设计，无需张紧力，传动可靠，仅通过一根毛刷旋转轴和一根第一旋转轴，就实现了自行走光伏清洁设备的行走和毛刷旋转作业等功能，结构紧凑，并且能降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明清洁设备的安装结构示意图；
图2为本发明清洁设备拆除覆盖件的结构示意图；
图3为图2中一端行走组件的放大结构示意图；
图4为图2中另一端行走组件的放大结构示意图；
图5为第二电机、传动齿轮及行走随动轮的剖视图；
图6为第一电机、第一行走轮及第一行走齿轮的剖视图；
图7为毛刷组件的纵向剖视图；
图8为另一个实施例中行走组件的结构示意图。
图中，1-自行走光伏清洁设备；2-光伏组件；3-轻量型材；4-毛刷组件；5-行走组件；6-第一固定座；7-第二固定座；8-第二齿轮；9-第一齿轮；10-第二电机；11-第一电机；12-导向轮；13-第二行走轮；14-第一行走轮；15-传动齿轮；16-行走随动轮；17-毛刷；18-毛刷旋转轴；19-卡环；20-第一轴承；21-第一支座；22-挡板；23-螺栓；24-第二轴承；25-第一旋转轴；26-第二支座；27-第二旋转轴；28-第一行走齿轮；29-第二行走齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，自行走光伏清洁设备1可以完成在光伏组件2上的行走以及清洁工作，为了保证设备1的正常工作，在设备的表面还设置有覆盖件，避免其他杂物进入到行走组件当中造成设备的运行故障。
在图2中，自行走光伏清洁设备1的覆盖件已被拆除，自行走光伏清洁设备1由轻量型材3连接第一固定座6和第二固定座7，该连接结构可以是螺栓连接或焊接等常见方式。型材3截面可以是槽形、方形、圆形、L形等，轻量型材3材质可以是高分子材料、铝合金、不锈钢或镀锌钢，轻量型材3的数量可以是1根或2根，通过轻量型材及其连接结构的尺寸稳定性和刚度，支撑了自行走光伏清洁设备1的正常作业行走。行走组件5和毛刷组件4与第一固定座6和第二固定座7相连接。
在图3中，第二行走轮13与第二行走齿轮29固定设置或者一体设置,第一行走轮14与第一行走齿轮28固定设置或者一体设置，自行走光伏清洁设备1的行走组件：由第一电机11驱动第一旋转轴25两端的第一行走轮14；第一行走轮14侧的第一行走齿轮28带动传动齿轮15，传动齿轮15带动第二行走轮13侧的第二行走齿轮29，第二行走轮13与毛刷组件4的毛刷旋转轴18之间装有轴承；行走随动轮16与轴之间装有轴承，起到多轮冗余支撑作用，并且即便拆去行走随动轮16不会影响行走功能；第二电机10驱动第一齿轮9，第一齿轮9一侧啮合设置有第二齿轮8，第一齿轮9带动第二齿轮8，第二齿轮8与毛刷组件4连接，实现旋转运动；在第一固定座6中，电池给控制电路供电，根据控制要求，实现对第二电机10和第一电机11的动作进行控制。导向轮12通过轴承安装在第一固定座6和第二固定座7下方，在自行走光伏清洁设备1的行走过程中，实现导向作用。每个固定座安装的导向轮12不少于2个。
在图4中，第二固定座7通过轴承安装第一旋转轴25，第一行走轮14与第一旋转轴25固定连接；第二固定座7固定连接第二支座26，第二支座26通过轴承安装传动齿轮15与行走随动轮16，传动齿轮15与行走随动轮16具有独立的旋转自由度；第二固定座7通过图4相同的连接方式，安装有第二行走轮13，第二行走轮13具有旋转自由度。
图5是第二电机10、传动齿轮15及行走随动轮16的剖视图。第二电机10与第一固定座6紧固连接，第一齿轮9与第二电机10的轴固定连接，传动齿轮15与行走随动轮16分别通过2个第二轴承24与第二电机10的轴连接，传动齿轮15与行走随动轮16具有独立的旋转自由度，传动齿轮15与行走随动轮16通过挡板22和螺栓23实现了轴向定位，防止纵向窜动。
图6是第一电机11、第一行走轮14及第一行走齿轮28的剖视图。第一电机11与第一固定座6紧固连接，第一旋转轴25与第一电机11的轴固定连接，第一行走轮14与第一旋转轴25固定连接，第一电机11驱动第一行走轮14作旋转运动，实现行走功能。第一行走轮14与第一旋转轴25的固定连接，保证了自行走光伏清洁设备1的所有第一行走轮14可以实现同步动作。
图7是毛刷组件的纵向剖视图，毛刷组件4由毛刷旋转轴18上缠绕毛刷17组成，毛刷旋转轴18与第二旋转轴27固定设置或者一体设置，第一支座21将第一轴承20固定在第一固定座6上，毛刷组件4的毛刷旋转轴18穿过第一轴承20，并通过卡环19限位，防止纵向窜动。第二齿轮8与毛刷旋转轴18固定连接，第一齿轮9与第二齿轮8啮合设置，当第一齿轮9带动第二齿轮8进行转动时，毛刷旋转轴18会随之转动，由于毛刷旋转轴18上缠绕设置有毛刷17，因此可以对光伏组件2的表面进行清洁，并且毛刷17的高度以及缠绕的方向可以根据不同的情况进行调节，本实施例中毛刷17由毛刷旋转轴18一端到另一端螺旋设置以增强对光伏组件2表面的清洁效果，第二行走轮13通过2个第一轴承20与毛刷旋转轴18连接，第二行走轮13具有旋转自由度，第二行走轮13通过卡环19和第二齿轮8对轴承20的轴向定位作用，实现了轴向定位，防止纵向窜动。
本实施例中，第二电机10通过第一齿轮9啮合驱动第二齿轮8，带动毛刷旋转轴18上的毛刷组件实现旋转；第一电机11的旋转轴固定连接第一旋转轴25，第一旋转轴25在第一固定座6端，固定连接第一行走轮14，同时第一旋转轴25在第二固定座7端，固定连接第一行走轮14，使得第一旋转轴25的两端第一行走轮14实现同步旋转。第一行走轮14侧的第一行走齿轮28与传动齿轮15啮合，传动齿轮15与第二行走轮13侧的第二行走齿轮29啮合，实现第一行走轮14与第二行走轮13同步旋转，且旋转方向相同。从而使得自行走光伏清洁设备1的4个行走轮同步动作，实现稳定行走功能。
此外，行走随动轮16在第二行走轮13与第一行走轮14之间，且三者等高度布置，这样设计能极大提升行走机构的越沟宽度能力，拓宽了产品的广泛适应性，这点与市场上同类产品也是明显的不同。
本实施例中第二行走轮13与毛刷旋转轴18上的毛刷组件在同一轴线上，这种巧妙设计，减少了一根轴的布置空间，使得设备的整体空间更加紧凑轻便。
请参照图8，在本实施例中，第二电机10与毛刷旋转轴18固定设置，第一电机11与传动齿轮15固定设置，利用第二电机10带动毛刷旋转轴18转动实现清扫，而利用第一电机11带动传动齿轮15，传动齿轮15同时与第一行走齿轮28和第二行走齿轮29啮合，从而带动第二行走轮13和第一行走轮14转动，也可以实现类似的效果。
根据上述实施例可知，第二电机10和第一电机11可以根据不同的情况选择与不同的轴连接，以驱动不同的齿轮进行转动。
另外，在上述不同实施例中，不同齿轮包括第一齿轮9、第二齿轮8、传动齿轮15、第一行走齿轮28和第二行走齿轮29的材质是高分子材料，具有自润滑功能，无需黄油润滑，且噪音小。
本发明的有益效果是，通过对齿轮传动的巧妙布置设计，无需张紧力，传动可靠，仅通过一根毛刷旋转轴和一根第一旋转轴，就实现了自行走光伏清洁设备1的行走和毛刷旋转作业等功能，结构紧凑，并且能降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.行走机构，其特征在于，包括：
——行走组件，位于光伏组件的两端，用于在光伏组件表面行走；
——至少一导向组件，位于光伏组件上端并与所述行走组件固定连接，用于对所述行走组件在光伏组件表面行走进行导向。
2.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述行走组件包括一靠近光伏组件表面转动设置的第一旋转轴，所述第一旋转轴两端分别固定设置有第一行走轮，所述第一行走轮一侧固定设置有第一行走齿轮。
3.根据权利要求2所述的行走机构，其特征在于，所述行走组件还包括位于第一旋转轴一侧转动设置的第二旋转轴，所述第二旋转轴的两端分别转动设置有第二行走轮，所述第二行走轮一侧固定设置有第二行走齿轮。
4.根据权利要求3所述的行走机构，其特征在于，所述行走组件还包括两个固定座，第一旋转轴和第二旋转轴的两端分别转动设置安装在固定座上。
5.根据权利要求4所述的行走机构，其特征在于，所述行走组件还包括传动齿轮，所述传动齿轮同时与第一行走齿轮和第二行走齿轮啮合，所述传动齿轮转动设置安装在固定座上。
6.根据权利要求5所述的行走机构，其特征在于，所述第一旋转轴、传动齿轮和第二旋转轴中的任意两者同轴固定连接有第一电机和第二电机。
7.根据权利要求6所述的行走机构，其特征在于，所述导向组件包括导向轮，所述导向轮转动设置安装在固定座上，每个固定座上导向轮的数量至少为两个，且朝向光伏组件侧面。
8.根据权利要求7所述的行走机构，其特征在于，所述行走组件还包括行走随动轮，所述行走随动轮设置于第一行走轮和第二行走轮之间，且行走随动轮、第一行走轮和第二行走轮之间等高度设置。
9.光伏组件清洁设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的行走机构，以及转动设置于行走机构上的用于对光伏组件表面进行清洁的毛刷组件。
10.根据权利要求9所述的光伏组件清洁设备，其特征在于，所述毛刷组件包括毛刷旋转轴，所述毛刷旋转轴转动设置于光伏组件两端的行走组件之间，所述毛刷旋转轴上缠绕设置有毛刷。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110165992A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 珠海思略智能科技有限公司 清洁行走装置及光伏阵列
CN110653188A (zh) * 2019-10-31 2020-01-07 北京京城金太阳能源科技有限公司 一种履带式光伏运维装置及其在分布式光伏电站中的应用

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